Auswirkungen des Zubaus EE in BK ... - Greenpeace Energy€¦ · beispielsweise „EU Energy, Transport and Emission GHG Trends to 2050“ sowie Eurostat und ENTSO-E. Aktuelle politische

Strompreisszenarien für Greenpeace Energy

AUSWIRKUNGEN DES ZUBAUS EE IN BK-REVIEREN AUF STROMPREIS UND EMISSIONEN

Szenarioanalyse

Fabian Huneke Berlin

Im Auftrag von Greenpeace Energy 31.01.2019


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Szenario Beschreibung

Commodity Preisentwicklung

Ergebnisse “EnergyBrainpool“-Szenario

Ergebnisse “Business as usual“-Szenario (BAU)

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ÜBERBLICK: SZENARIEN UND SENSITIVITÄTEN

Grundidee: Substitution von Braunkohle-Kraftwerksleistung mit erneuerbarer Energien (eE) äquivalent zur Planung im Zuge des Projektes „ReinRevierWende“

Wie sind die Auswirkungen auf Strompreise und Emissionen? Zwei Strompreisszenarien mit je einer Sensitivität beantworten diese Frage.

Die Rahmendaten des Abschlussberichts der Kohlekommission wurden für die zwei Szenarien berücksichtigt. Die beiden Szenarien „Energy Brainpool“ und „BAU“ unterscheiden sich in den Commoditypreisen und in der Nachfragestruktur.

Kernelemente, die diese Szenarien prägen:

Rückbau der Kohlekapazitäten bis 2038

Zubau von Gaskraftwerken, insbesondere KWK zur Sicherstellung der Wärmeversorgung und Versorgungssicherheit

Beschleunigter Zubau bis 2030

Die beiden Sensitivitäten untersuchen je Szenario die Erhöhung des Zubaus erneuerbarer Energien um zusätzlich 40 MW Windkraftanalgen und 46 MW PV-Anlagen je 100 MW stillgelegter Braunkohleleistung (äquivalent zur Planung im Zuge des Projektes „ReinRevierWende“)



KOHLEKOMMISSION: KOHLEAUSSTIEGSSZENARIO

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Gas Braunkohle Steinkohle Wind PV Die Kohlkraftwerksleistung folgt

den Abschaltdaten des Abschlussberichts

Die installierte Leistung 2022, 2030 und 2038 ist vorgegeben und wird im Szenario durch einen kontinuierlichen Rückgang erreicht

Die Gas-Kraftwerksleistung erhöht sich a) gemäß der zu ersetzenden Kohle-KWK-Leistung und b) gemäß der notwendigen Leistung für die Versorgungssicherheit

Der Anteil erneuerbarer Energien erhöht sich bis 2030

Inklusive dem Zubau auf den BK-Revieren (in den Sensitivitäten) und ohne Abschaltung eE liegt deren Anteil bei rund 65 % im Jahr 2030



SENSITIVITÄT: ZUBAU VON WIND & PV AUF DEN BRAUNKOHLEREVIEREN

2017-2022 2022-2030 2030-2038

Reduktion BK-Leistung (netto) in GW -5,00 -6,00 -9,00

Reduktion BK-Leistung (brutto) in GW -5,38 -6,45 -9,68

In den Sensitivitätsrechnungen werden die folgenden eE-Leistungen ergänzt

Zubau Wind in GW (zusätzlich) 2,1 2,6 3,9

Zubau PV in GW (zusätzlich) 2,5 3,0 4,5

Volllaststunden Wind in h/Jahr 2971 2971 2971

Volllaststunden PV in h/Jahr 950 950 950

Durchschnittliche stündliche Einspeisung Wind in MW/h

726 872 1307

Durchschnittliche stündliche Einspeisung PV in MW/h

269 323 484

Zusätzliche, kumulierte Jahresarbeit Wind in TWh

6,4 14,0 25,4

Zusätzliche, kumulierte Jahresarbeit PV in TWh

2,4 5,2 9,4


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BESCHREIBUNG DER SZENARIEN

Das Fundamentalmodell Power2Sim modelliert die zukünftigen Strommärkte in Europa auf Basis von Szenarien. Die Berechnung erfolgt auf stündlicher Basis bis zum Jahr 2050 und berücksichtigt alle Länder Europas.

Grundlage für die Szenarien bilden anerkannte Studien und Datenbanken, wie beispielsweise „EU Energy, Transport and Emission GHG Trends to 2050“ sowie Eurostat und ENTSO-E. Aktuelle politische Entwicklungen und Rahmen-bedingungen fließen ebenso in die Modellierung mit ein.

Die Simulation des länderübergreifenden Stromaustausches berücksichtigt die Transformation des europäischen Energiemarktes und den Einfluss des Im- und Exports von Strom in jedem modellierten Land.

Die Betrachtung des stündlichen Erzeugungsverhaltens fluktuierender, erneuerbarer Energien ermöglicht die realitätsnahe Modellierung der Erzeugung und des Einflusses auf die Strompreise. Zusätzlich wird das Temperaturprofil desselben Jahres für die konsistente Simulation des Wetters verwendet. Allen Szenarien liegt dafür das Jahr 2009 zugrunde.



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BESCHREIBUNG DER SZENARIEN

Die Grundlage für die Entwicklung der Brennstoff- und CO2-Preise in den Szenarien „EnergyBrainpool“ ist das “Sustainable Development" des „World Energy Outlook 2018“. In diesem Szenario führt eine strenge Klimaschutzpolitik zu leicht fallenden Preisen für Kohle und steigenden Preisen für Erdgas. Veranlasst wird dies durch sehr hohe CO2-Preise, die aus den ambitionierten Klimaschutzzielen resultieren, die Erderwärmung durch den anthropogenen Treibhauseffekt zu bremsen und zu begrenzen.

Im „Business as usual“ -Szenario werden die entgegengesetzten Effekte untersucht. Aufgrund weniger ehrgeiziger Klimaziele liegen die CO2-Zertifikatspreise auf einem niedrigeren Niveau, so dass der Verbrauch an fossilen Brennstoffen größer ist. Dies führt zu steigenden Preisen für fossile Brennstoffe. Der Preispfad entspricht dem Szenario "New Policies" des "World Energy Outlook 2018".



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SZENARIO ÜBERSICHT


Szenario

Erneuerbare Energien

Preise für Erdgas, Steinkohle und

Öl CO2 Preis

Kernkraft-werke

Kohle-kapazitäten

E-Mobilität und PV-

Heimspeicher

Energy Brainpool

Business as usual (BAU)

Stagnierend, leicht steigend

Fallend, stark fallend

Stark steigend

Steigend


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ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNG BASIEREND AUF ÖFFENTLICH VERFÜGBAREN STUDIEN

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RTE – Long-term Adequacy Report 2017

EU Energy, Transport and GHG Emissions

Trends to 2050 - 2016

Energy Brainpool Experts

Elia – Plan de Développement Fédéral du réseau de transport

2015

Entso-e – Ten Year Network Development

Plan 2018

FR BE

World Energy Outlook 2018

Europe EU 28

UK

National Grid – Future Energy Scenarios 2017

Europe


Europe


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ZUGRUNDE LIEGENDE STUDIEN I

„World Energy Outlook 2018“

Jährlich erscheinende Trendprognose bis 2040 für den Weltenergiemarkt, publiziert von der Internationalen Energieagentur (IEA)

Verschiedene Szenarien ermöglichen die Analyse zukünftiger Trends bei unter-schiedlichen Preisentwicklungen der verschiedenen Energieträger

Verwendete Szenarien: „Sustainable Development“, „New Policies“

„EU Energy, Transport and GHG Emissions Trends to 2050 – Reference Scenario 2016“

Studie im Auftrag der Europäischen Kommission über die energiespezifische Entwicklung der Mitgliedsstaaten der Europäischen Union

Jedes Land der EU 28 hat im „Reference Scenario“ einen auf das Land und auf die EU abgestimmten Trendpfad bis 2050 unter Berücksichtigung der spezifischen Ausgangsbedingungen

Verwendetes Szenario: „Reference Scenario“

Verwendete Prämissen in den Szenarien:

Preisentwicklungen in Europa für die folgenden Energieträger: Erdgas Steinkohle Rohöl CO2-Zertifikate des EU ETS*

Trends für die wesentlichen länder-spezifischen Parameter der Stromwirtschaft:

Installierte Kapazitäten für Kern-, Kohle-, Erdgas-, Öl- sowie Wind- und Solarkraftwerke

Stromnachfrage, Netzverluste und Eigenverbräuche

Stromerzeugung aus fossilen und erneuerbaren Energiequellen

Preise für die Energieträger: Erdgas, Steinkohle, Rohöl, CO2-Zertifikate des EU ETS*


*Europäisches Emissionshandelssystem



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ZUGRUNDE LIEGENDE STUDIEN II

„Entso-e – Ten Year Network Development Plan 2018“

Studie über die Notwendigkeit von Netzerweiterungsprojekte in Europa mit der Einteilung von “Projects of Common Interest” (PCIs)

Rahmen für einheitliche Netzplanung nach Zielen der europäischen Politik

Verwendetes Szenario: „Sustainable Transition“

Entwicklung des europäischen Stromnetzes:

Projekte für Übertragungsnetze zwischen den europäischen Länder, deren Kapazität und erwartete Inbetriebnahme

Ziel der Übertragungsnetzkapazität der Länder bis zum Jahr 2040

Ausbau von Wind- und Solarkraftanlagen für ausgewählte Länder

Entwicklung für Norwegen und Schweiz


„Elia – Plan de Développement Fédéral du réseau de transport 2015“

Studie über die Entwicklung von Kraftwerken und Nachfrage in Belgien vom Netzbetreiber Elia

Szenarien zeigen unterschiedliche Entwicklungspfade bis 2030

Verwendetes Szenario: „ Green Transition”


Trends für die wesentlichen Parameter der belgischen Stromwirtschaft:

Installierte Kapazitäten Erdgaskraftwerke

Stromerzeugung erneuerbaren Energiequellen



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ZUGRUNDE LIEGENDE STUDIEN III

„RTE – Adequacy Report 2018“

Jährlich erscheinende Bilanz über die Entwicklung von Angebot und Nachfrage, veröffentlicht durch den Netzbetreiber RTE*

Langfristige Szenarien zeigen verschiedene Entwicklungspfade bis 2035 für Frankreich

Verwendetes Szenario : „ Hertz“


Trends für die wesentlichen Parameter der französischen Stromwirtschaft:

Installierte Kapazitäten für Kernkraftwerke bis 2035

“National Grid –Future Energy Scenarios 2017”

Studie über die Entwicklung des Energiesystems in UK des Netzbetreibers Nationalgrid

Langfrist Szenarien zeigen verschiedene Entwicklungspfade bis 2050 für UK

Verwendetes Szenario: „Steady State”

Trends für die wesentlichen Parameter der englischen Stromwirtschaft bis 2030:

Installierte Kapazitäten Erdgaskraftwerke

Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen




GRENZKUPPELKAPAZITÄTEN


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Austria;Germany Belgium;Germany Czech Republic;Germany Denmark;Germany

France;Germany Luxembourg;Germany Netherlands;Germany Norway;Germany

Poland;Germany Sweden;Germany Switzerland;Germany United Kingdom;Germany

Grenzüberschreitende Kapazitäten werden zum Handel zwischen den Ländern verwendet.

Die modellierten Marktgebiete (Länder) haben keine Engpässe im Stromnetz, daher ist der Strompreis in der gesamten Region gleich.

Da die grenzüberschreitende Kapazität begrenzt ist, kommt es zu Preisdifferenzen zwischen den Ländern. Abhängig von den verschiedenen Technologien, der Höhe der grenzüberschreitenden Kapazität sowie der Grenze zu anderen Ländern kann die Preisspanne hoch oder niedrig sein.

Die Entwicklung grenzüberschreitender Kapazitäten ist genau wie das normale Stromnetz stark reguliert. Neue Stromleitungen werden über einen langen Zeitraum geplant und basieren auf der Zusammenarbeit von Netzbetreibern.

Das Szenario basiert auf den langfristigen Aussichten von ENTSO-E, dem "Ten Year Network Development Plan" 2018.

Erläuterung


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PREISENTWICKLUNG FÜR COMMODITIES CO2-ZERTIFIKATE

Emissionszertifikate (CO2-Zertifikate) müssen von allen Kraftwerken vorgehalten werden, welche CO2 bei der Stromerzeugung ausstoßen.

Die Preise für CO2-Zertifikate folgen bis zum Jahr 2020 den abgezinsten Terminmarktpreisen. Die dafür angenommene Inflation liegt bei 2 % p.a.

Danach steigen sie bis 2030 auf das Niveau der jeweiligen zugrundeliegenden Studie und folgen dem Trend bis 2050.

Der „UK Carbon Price Floor“ (CPF) ist ein politisches Mittel um die CO2-Zertifikatspreise auf einem Mindestniveau zu halten.

Auf Grund des Brexit steigt UK Ende 2020 aus dem EU ETS aus. Als Ersatz für die CO2-Preise wird der „CPF“ jährlich an das Niveau der EU CO2-Preise angepasst.

Erläuterung

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Terminpreise vom 26.11.2018, historische Spot- und Terminpreise nominal, Szenariowerte real, 2017

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Spotmarkt Terminmarkt Reference EnergyBrainpool/Disruptive

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Uk Carbon price floor EnergyBrainpool/Disruptive Business as usual



PREISENTWICKLUNG FÜR COMMODITIES STEINKOHLE UND ROHÖL

Steinkohle und Rohöl werden auf dem Weltmarkt gehandelt und in USD notiert. Rohöl ist für die Stromerzeugung von geringer Bedeutung, der Einsatz erfolgt in Spitzenlastkraftwerken und abgeschotteten Märkten. Der Preis gilt als Indikator für die Entwicklung der anderen Rohstoffe.

Steinkohle ist ein etablierter Energieträger und wird sowohl importiert als auch in Europa gefördert.

Die Preise folgen bis zum Jahr 2020 den abgezinsten Terminmarktpreisen. Die dafür angenommene Inflation liegt bei 2 % p.a.


Erläuterung

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Spotmarkt Terminmarkt EnergyBrainpool/Disruptive Business as usual

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PREISENTWICKLUNG FÜR COMMODITIES ERDGAS I

Erdgas ist ein wichtiger Energieträger, welcher zukünftig an Bedeutung zugewinnen wird. TTF (Title Transfer Facility) in den Niederlanden ist der zentrale Handelsort in Zentraleuropa. Der Preis gilt für alle Länder soweit nicht anders angegeben.

In UK (United Kingdom) ist der Handelsort NBP (National Balancing Point) relevant. Die aktuellen Preisdifferenzen zwischen den Märkten werden bis zum Jahr 2030 verschwinden.



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PREISENTWICKLUNG FÜR COMMODITIES ERDGAS II

In Deutschland wird der Handelsort NCG (Net Connect Germany) berücksichtigt, sowie in Italien PSV (Punto di Scambio Virtuale).

Die aktuellen Preisdifferenzen zwischen den Märkten werden bis zum Jahr 2030 verschwinden.



Erläuterung

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PREISENTWICKLUNG FÜR COMMODITIES WECHSELKURSE

Die Wechselkurse sind in den Szenarien relevant, da bestimmte Rohstoffe nicht in EUR gehandelt werden. Die Entwicklung ist der entsprechenden Studie entnommen. Da es im "World Energy Outlook" keine Hinweise auf die Wechselkursentwicklung gibt, wird für das Jahr 2025 der langjährige Durchschnitt der letzten 10 Jahre herangezogen. Diese Entwicklung ist derzeit auch am Terminmarkt erkennbar. Die "EU Energy [..] Trends to 2050" gehen von einer Entwicklung auf 1,2 USD/EUR in 2025 aus.

Für den Wechselkurs GBP / EUR wird der letzte Wert des Spotmarktes in allen Szenarien aktualisiert. Dies hat keinen Einfluss auf die Berechnungsergebnisse und wird nur zur Umrechnung der Gaspreise in Großbritannien verwendet.

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SZENARIOZUSAMMENFASSUNG

Das Szenario „EnergyBrainpool" basiert auf den Brennstoff- und CO2-Preisen des “Sustainable Development"-Szenarios des „World Energy Outlook 2018“. In diesem Szenario führt eine strenge Klimaschutzpolitik zu fallenden Preisen für Brennstoffe wie Kohle und Erdgas im Vergleich zum heutigen Niveau und stark steigenden CO2-Preisen.

Die langfristige Entwicklung des Technologiemixes und der Stromnachfrage bis 2050 beruht auf dem "Reference Scenario" der "EU energy, transport, and greenhouse gas emissions trends to 2050" sowie den Zielen des Klimaschutzplans bis 2050 einen Anteil erneuerbarer Energien von rund 80 % gemessen an der Bruttostromnachfrage zu erreichen.

Eine erhöhte flexible Nachfrage durch u.a. E-Mobilität und Wärmepumpen trägt dazu bei, dass die Marktstabilität auch im Kohleausstieg gewährleistet ist.

Die Strompreise steigen bis 2040 aufgrund der Commodity-Preisentwicklung und des Kohleausstiegs an. Der Zubau erneuerbarer Energien dämpft diesen Anstieg ab. Durch die angenommene CO2-Preisentwicklung nähern sich die Grenzkosten der Kohle- und Gaskraftwerke stark an. Auswirkung: Die preissteigernde Wirkung des Kohleaussteigs wird in diesem Szenario von Jahr zu Jahr geringer. Der Merit-Order-Effekt erneuerbarer Energien (preissenkender Effekt) ist in diesem Szenario ausgeprägt.




AUSWIRKUNG EINES ZUSÄTZLICHEN EE-ZUBAUS IN BK-REVIEREN

BK-Nettorückbau in GW

EE-Revierzubau in TWh, kumuliert

Strompreisver-ringerung in EUR/MWh

Emissionsver-ringerung in Mt CO2

2022 -5 8,7 -0,5 -4,78

2030 -6 19,2 -1,8 -7,93

2038 -9 34,9 -5,2 -14,67

Je 10 TWh zusätzlicher erneuerbare-Energien verringert sich der Strompreis um 0,60 EUR/MWh (2022) bzw. 1,49 EUR/MWh (2038)

Je 10 TWh zusätzlicher erneuerbare-Energien verringern sich die Emissionen des EU-28-Kraftwerksparks um 4,6 Mt CO2


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SZENARIOZUSAMMENFASSUNG

Das „Business as usual“ Szenario folgt den Annahmen zu den Commodity-Preisen des „New Policies“ Szenarios des „World Energy Outlooks 2018“. Aufgrund weniger ehrgeiziger Klimaziele steigen die CO2-Zertifikatspreise nur leicht im Vergleich zum heutigen Niveau. Die Preise für Gas stagnieren, während die Preise für Steinkohle gegenüber dem heutigen Niveau fallen.

Die langfristige Entwicklung des Technologiemixes und der Stromnachfrage bis 2050 beruht auf dem "Reference Scenario" der "EU energy, transport, and greenhouse gas emissions trends to 2050" sowie den Zielen des Klimaschutzplans bis 2050 einen Anteil erneuerbarer Energien von rund 80 % gemessen an der Bruttostromnachfrage zu erreichen.

Die Strompreise steigen bis zum Jahr 2040 leicht an.




AUSWIRKUNG EINES ZUSÄTZLICHEN EE-ZUBAUS IN BK-REVIEREN

BK-Nettorückbau in GW

EE-Revierzubau in TWh, kumuliert

Strompreisver-ringerung in EUR/MWh

Emissionsver-ringerung in Mt CO2

2022 -5 8,7 -0,4 -4,40

2030 -6 19,2 -1,4 -9,39

2038 -9 34,9 -4,5 -15,40

Je 10 TWh zusätzlicher erneuerbare-Energien verringert sich der Strompreis um 0,51 EUR/MWh (2022) bzw. 1,29 EUR/MWh (2038)

Je 10 TWh zusätzlicher erneuerbare-Energien verringern sich die Emissionen des EU-28-Kraftwerksparks um 4,8 Mt CO2


Energy Brainpool GmbH & Co. KG Brandenburgische Straße 86/87 10713 Berlin

Tel.: +49 (0)30 76 76 54-10 Fax: +49 (0)30 76 76 54-20 www.energybrainpool.com [email protected]

Fabian Huneke

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